KR102257493B1 - 리니어 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것이다.
일 측면에 따른 리니어 압축기는, 압축기 케이싱; 상기 압축기 케이싱의 내부에 구비되며, 냉매의 압축 공간을 형성하는 실린더; 상기 실린더의 외측에 결합되는 프레임; 상기 실린더의 내부에서 축 방향으로 왕복 운동하게 제공되는 피스톤; 상기 피스톤에 연결되며, 상기 피스톤으로 공급되는 냉매가 유동하는 흡입 머플러; 상기 피스톤이 공진 운동할 수 있도록 하기 위한 스프링 유닛; 상기 스프링 유닛을 지지하며, 냉매가 통과하는 냉매 개구가 형성되는 커버 바디를 구비하는 백 커버; 및 상기 냉매 개구와 연통되도록 상기 백 커버에 고정되고, 상기 흡입 머플러를 향하여 연장되어 상기 흡입 머플러 내부에 삽입되며, 상기 냉매 개구를 통과한 냉매를 상기 흡입 머플러로 안내하는 냉매 가이드부를 포함한다.

Description

리니어 압축기{linear compressor}
본 발명은 리니어 압축기에 관한 것이다.
냉각 시스템이란, 냉매를 순환하여 냉기를 발생시키는 시스템으로서, 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 반복하여 수행한다. 이를 위하여, 상기 냉각 시스템에는, 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기가 포함된다. 그리고, 상기 냉각 시스템은, 가전제품으로서 냉장고 또는 에어컨에 설치될 수 있다.
일반적으로 압축기(Compressor)는 전기모터나 터빈 등의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 공기나 냉매 또는 그 밖의 다양한 작동가스를 압축하여 압력을 높여주는 기계장치로서, 상기 가전제품 또는 산업전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.
이러한 압축기를 크게 분류하면, 피스톤(Piston)과 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시키는 왕복동식 압축기(Reciprocating compressor)와, 편심 회전되는 롤러(Roller)와 실린더 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축공간이 형성되고 롤러가 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 냉매를 압축시키는 회전식 압축기(Rotary compressor) 및 선회 스크롤(Orbiting scroll)과 고정 스크롤(Fixed scroll) 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축공간이 형성되고 상기 선회 스크롤이 고정 스크롤을 따라 회전하면서 냉매를 압축시키는 스크롤식 압축기(Scroll compressor)로 구분될 수 있다.
최근에는 상기 왕복동식 압축기 중에서 특히 피스톤이 왕복 직선 운동하는 구동모터에 직접 연결되도록 하여 운동전환에 의한 기계적인 손실이 없이 압축효율을 향상시킬 수 있고 간단한 구조로 구성되는 리니어 압축기가 많이 개발되고 있다.
보통, 리니어 압축기는 밀폐된 쉘 내부에서 피스톤이 리니어 모터에 의해 실린더 내부에서 왕복 직선 운동하도록 움직이면서 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음 토출시키도록 구성된다.
상기 리니어 모터는 이너 스테이터 및 아우터 스테이터 사이에 영구자석이 위치되도록 구성되며, 영구자석은 영구자석과 이너(또는 아우터) 스테이터 간의 상호 전자기력에 의해 직선 왕복 운동하도록 구동된다. 그리고, 상기 영구자석이 피스톤과 연결된 상태에서 구동됨에 따라, 피스톤이 실린더 내부에서 왕복 직선운동하면서 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키도록 한다.
선행문헌인 한국공개특허공보 제10-2014-0049403호(공개일 2014.04.25.)에는, 왕복동식 압축기가 개시된다.
선행문헌의 왕복동식 압축기는, 실린더 내부를 피스톤이 왕복 운동하는 것에 의해서 냉매를 압축한다. 그리고, 실린더 내부에는 쉘 내부에 저장된 오일이 공급되어 피스톤과 실린더 간에 윤활작용을 한다.
한편, 리니어 압축기가 냉장고에 제공되는 경우, 상기 리니어 압축기는 냉장고의 후방 하측에 구비되는 기계실에 설치될 수 있다.
최근, 냉장고의 내부 저장공간을 증대하는 것이 소비자의 주요 관심사가 되고 있다. 상기 냉장고의 내부 저장공간을 증대하기 위하여는, 상기 기계실의 용적을 줄일 필요가 있고, 상기 기계실의 용적을 줄이기 위하여 상기 리니어 압축기의 크기를 줄이는 것이 주요 이슈가 되고 있다.
그러나, 선행문헌에 개시된 리니어 압축기는 상대적으로 큰 부피를 차지하고 있어, 내부 저장공간을 증대하기 위한 냉장고에는 적합하지 않은 문제점이 있다.
상기 리니어 압축기의 크기를 줄이기 위하여 압축기의 주요 부품을 작게 만들 필요가 있으나, 이 경우 압축기의 성능이 약화되는 문제점이 발생될 수 있다.
상기 압축기의 성능이 약화되는 문제점을 보상하기 위하여, 압축기의 운전 주파수를 증가하는 것을 고려할 수 있다. 다만, 압축기의 운전 주파수가 증가할수록 압축기의 내부에서 순환되는 오일에 의한 마찰력이 증가하여 압축기의 성능이 저하되는 문제점이 나타난다.
본 발명의 목적은, 실린더와 피스톤 사이에 가스 베어링을 적용함으로써 오일에 의하여 발생할 수 있는 마찰력을 감소시킬 수 있고, 장치의 크기를 줄일 수 있는 리니어 압축기를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 가스 베어링에 사용된 냉매 가스가 실린더 내부로 재유입되는 것이 방지되는 리니어 압축기를 제공하는 것에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 리니어 압축기는, 압축기 케이싱; 상기 압축기 케이싱의 내부에 구비되며, 냉매의 압축 공간을 형성하는 실린더; 상기 실린더의 외측에 결합되는 프레임; 상기 실린더의 내부에서 축 방향으로 왕복 운동하게 제공되는 피스톤; 상기 피스톤에 연결되며, 상기 피스톤으로 공급되는 냉매가 유동하는 흡입 머플러; 상기 피스톤이 공진 운동할 수 있도록 하기 위한 스프링 유닛; 상기 스프링 유닛을 지지하며, 냉매가 통과하는 냉매 개구가 형성되는 커버 바디를 구비하는 백 커버; 및 상기 냉매 개구와 연통되도록 상기 백 커버에 고정되고, 상기 흡입 머플러를 향하여 연장되어 상기 흡입 머플러 내부에 삽입되며, 상기 냉매 개구를 통과한 냉매를 상기 흡입 머플러로 안내하는 냉매 가이드부를 포함한다.
상기 냉매 가이드부는, 상기 축 방향으로 상기 커버 바디에 면접촉하는 플랜지부와, 상기 플랜지부에서 연장되며 상기 흡입 머플러 내부에 삽입되는 가이드 관을 포함할 수 있다.
상기 리니어 압축기는 상기 백 커버를 지지하며 상기 백 커버를 압축기 케이싱에 고정하기 위한 지지장치를 더 포함할 수 있다. 상기 커버 바디는, 상기 백 커버의 진동 시 상기 지지장치와 접촉하기 위하여 상기 피스톤을 향하여 함몰되는 함몰부를 포함하고, 상기 플랜지부는 상기 함몰부에 고정될 수 있다.
상기 지지장치는 상기 커버 바디에서 상기 냉매 가이드부의 반대편에 고정되는 판 스프링과, 상기 판 스프링에 연결되는 스프링 연결부를 더 포함할 수 있다.
상기 스프링 연결부는, 압축기 케이싱의 흡입 파이프를 통하여 흡입된 냉매를 상기 커버 바디의 냉매 개구로 안내하기 위한 냉매 유로를 포함할 수 있다.
상기 리니어 압축기는, 상기 피스톤에 동력을 제공하는 모터와, 상기 프레임과 함께 상기 모터를 지지하는 스테이터 커버를 더 포함할 수 있다.
상기 백 커버는, 상기 스프링 유닛을 지지하기 위한 스프링 지지부와, 상기 스테이터 커버에 체결되기 위하여 상기 커버 바디에서 상기 스테이터 커버를 향하여 연장되는 결합 레그를 더 포함하고, 상기 결합 레그의 길이는 상기 가이드 관의 길이 보다 길게 형성될 수 있다.
상기 흡입 머플러는 상기 가이드 관이 관통하는 개구와, 상기 개구에서 상기 피스톤을 향하여 연장되며, 상기 흡입 머플러 외부의 냉매가 상기 개구를 통하여 유입되는 것을 차단하기 위한 차단 리브를 포함할 수 있다.
상기 차단 리브는 원통 형상으로 형성되고, 내경이 상기 가이드 관의 외경 보다 크게 형성될 수 있다.
상기 흡입 머플러는, 상기 개구와 차단 리브를 포함하는 제 1 머플러와, 상기 제 1 머플러 내부에 위치되며, 상기 가이드 관을 통과한 냉매가 유동하는 유동부를 구비하는 제 2 머플러를 포함하고, 상기 유동부의 입구의 직경은 상기 차단 리브의 내경 보다 크게 형성될 수 있다.
상기 흡입 머플러는, 상기 가이드 관이 삽입되는 제 1 머플러와, 상기 제 1 머플러 내부에 수용되는 제 2 머플러와, 상기 제 2 머플러를 지난 냉매를 유동하며 상기 피스톤 내부에 수용되는 제 3 머플러를 포함할 수 있다.
상기 제 3 머플러는, 냉매가 유동하는 냉매 유동관과, 상기 냉매 유동관의 외주면에서 반경 방향으로 연장되는 제 1 연장부 및 상기 제 1 연장부에서 상기 제 2 머플러와 멀어지는 방향으로 연장되는 제 2 연장부를 포함할 수 있다.
상기 제 1 연장부는 상기 냉매 유동관의 출구 보다 상기 피스톤의 흡입공에 더 가깝게 위치될 수 있다.
제안되는 본 발명에 의하면, 가스 베어링 구조를 이용하여 피스톤과 실린더의 마찰을 방지하므로, 모터의 크기를 작게 하면서 운전 주파수를 증가시킬 수 있으므로, 압축기 전체의 크기를 줄일 수 있다.
또한, 백 커버에 냉매 가이드부가 구비되고, 냉매 가이드부가 흡입 머플러 내부에 위치되므로, 가스 베어링에 사용한 고온의 가스가 흡입 머플러로 유입됨에 따른 흡입 효율이 저하되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 흡입 머플러의 내부로 인입된 가스가 차단리브에 의해서 흡입 머플러 외부로 역류하는 것이 방지되는 장점이있다.
또한, 백 커버의 커버 바디의 함몰부에 냉매 가이드부가 결합됨에 따라서 냉매 가이드부의 길이가 줄어들 수 있는 장점이 있다.
또한, 냉매 가이드부가 가이드 관과 플랜지를 포함하고, 플랜지가 백 커버의 커버 바디에 결합됨에 따라서, 냉매 가이드부와 백 커버의 체결력이 향상되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기의 구성을 보여주는 외관 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기의 쉘 및 쉘 커버의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기의 내부 부품의 분해 사시도.
도 4는 도 1의 I-I'를 따라 절개한 단면도.
도 5는 제 1 지지장치가 연결된 백 커버 및 제 1 쉘 커버의 사시도.
도 6은 흡입 파이프의 냉매가 흡입 머플러로 유동하기 위한 유로를 형성하는 구성을 보여주는 도면.
도 7은 피스톤이 상사점에 위치할 때의 냉매 가이드부와 흡입 머플러의 배치 관계를 보여주는 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 백 커버의 사시도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 백 커버의 배면도.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기의 구성을 보여주는 외관 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기의 쉘 및 쉘 커버의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기의 내부 부품의 분해 사시도이고, 도 4는 도 1의 I-I'를 따라 절개한 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기(10)는, 쉘(101) 및 상기 쉘(101)에 결합되는 쉘 커버(102,103)를 포함할 수 있다. 넓은 의미에서, 상기 쉘 커버(102, 103)는 상기 쉘(101)의 일 구성으로서 이해될 수 있다.
따라서, 상기 쉘(101) 및 쉘 커버(102, 103)를 통칭하여 압축기 케이싱이라 이름할 수 있다.
상기 쉘(101)의 하측에는, 레그(50)가 결합될 수 있다. 상기 레그(50)는, 상기 리니어 압축기(10)가 설치되는 제품의 베이스에 결합될 수 있다. 일 예로, 상기 제품은 냉장고를 포함할 수 있으며, 상기 베이스는, 상기 냉장고의 기계실 베이스를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 제품은 공기조화기의 실외기를 포함하며, 상기 베이스에는, 상기 실외기의 베이스를 포함할 수 있다.
상기 쉘(101)은 대략 원통 형상을 가지며, 가로방향으로 누워져 있도록 배치되거나 또는 축방향으로 누워 있도록 배치될 수 있다. 도 1을 기준으로, 상기 쉘(101)은 가로 방향으로 길게 연장되며, 반경 방향으로는 다소 낮은 높이를 가질 수 있다. 즉, 상기 리니어 압축기(10)는 낮은 높이를 가질 수 있으므로, 상기 리니어 압축기(10)가 냉장고의 기계실 베이스에 설치될 때, 상기 기계실의 높이를 감소시킬 수 있다는 이점이 있다.
상기 쉘(101)의 외면에는, 터미널(108)이 설치될 수 있다. 상기 터미널(108)은 외부 전원을 리니어 압축기(10)의 모터(140, 도 3 참조)에 전달할 수 있다. 상기 터미널(108)은 코일(141c, 도 3 참조)의 리드선에 연결될 수 있다.
상기 터미널(108)의 외측에는, 브라켓(109)이 설치된다. 상기 브라켓(109)은 상기 터미널(108)을 둘러싸는 다수의 브라켓을 포함할 수 있다. 상기 브라켓(109)은 외부의 충격등으로부터 상기 터미널(108)을 보호하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 쉘(101)의 양측부는 개구되도록 구성된다. 개구된 쉘(101)의 양측부에는, 상기 쉘 커버(102, 103)가 결합될 수 있다. 상세히, 상기 쉘 커버(102,103)는, 상기 쉘(101)의 개구된 일측부에 결합되는 제 1 쉘 커버(102) 및 상기 쉘(101)의 개구된 타측부에 결합되는 제 2 쉘 커버(103)를 포함할 수 있다. 상기 쉘 커버(102,103)에 의하여, 상기 쉘(101)의 내부공간은 밀폐될 수 있다.
도 1을 기준으로, 상기 제 1 쉘 커버(102)는 상기 리니어 압축기(10)의 우측부에 위치되며, 상기 제 2 쉘 커버(103)는 상기 리니어 압축기(10)의 좌측부에 위치될 수 있다. 달리 말하면, 상기 제 1,2 쉘 커버(102,103)는 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
상기 리니어 압축기(10)는, 상기 쉘(101) 또는 쉘 커버(102,103)에 구비되어, 냉매를 흡입, 토출 또는 주입시킬 수 있는 다수의 파이프(104,105,106)를 더 포함할 수 있다.
상기 다수의 파이프(104,105,106)는, 냉매가 상기 리니어 압축기(10)의 내부로 흡입되도록 하는 흡입 파이프(104)와, 압축된 냉매가 상기 리니어 압축기(10)로부터 배출되도록 하는 토출 파이프(105) 및 냉매를 상기 리니어 압축기(10)에 보충하기 위한 프로세스 파이프(106)를 포함할 수 있다.
일례로, 상기 흡입 파이프(104)는 상기 제 1 쉘 커버(102)에 결합될 수 있다. 냉매는 상기 흡입 파이프(104)를 통하여 축방향을 따라 상기 리니어 압축기(10)의 내부로 흡입될 수 있다. 물론, 상기 흡입 파이프(104)가 상기 제 1 쉘 커버(102)에 인접한 위치에 상기 쉘(101)에 결합되는 것도 가능하다.
상기 토출 파이프(105)는 상기 쉘(101)에 결합될 수 있다. 상기 흡입 파이프(104)를 통하여 흡입된 냉매는 축방향으로 유동하면서, 압축될 수 있다. 그리고, 상기 압축된 냉매는 상기 토출 파이프(105)를 통하여 배출될 수 있다. 상기 토출 파이프(105)는 상기 제 1 쉘 커버(102)보다 상기 제 2 쉘 커버(103)에 인접한 위치에 배치될 수 있다.
상기 프로세스 파이프(106)는 상기 쉘(101)의 외주면에 결합될 수 있다. 작업자는 상기 프로세스 파이프(106)를 통하여, 상기 리니어 압축기(10)의 내부로 냉매를 주입할 수 있다.
상기 프로세스 파이프(106)는 상기 토출 파이프(105)와의 간섭을 피하기 위하여, 상기 토출 파이프(105)와 다른 높이에서 상기 쉘(101)에 결합될 수 있다. 상기 높이라 함은, 상기 레그(50)로부터의 수직방향(또는 반경방향)으로의 거리로서 이해된다. 상기 토출 파이프(105)와 상기 프로세스 파이프(106)가 서로 다른 높이에서, 상기 쉘(101)의 외주면에 결합됨으로써, 작업 편의성이 향상될 수 있다.
상기 리니어 압축기(10)는, 압축기 본체(100)와, 상기 압축기 본체(100)를 상기 쉘(101) 및 쉘 커버(102,103) 중 하나 이상에 대해서 지지하는 다수의 지지장치(200, 300)를 더 포함할 수 있다.
상기 압축기 본체(100)는, 상기 쉘(101)의 내부에 제공되는 실린더(120)와, 상기 실린더(120)의 내부에서 왕복 직선 운동하는 피스톤(130) 및 상기 피스톤(130)에 구동력을 부여하는 모터(140)를 포함할 수 있다. 상기 모터(140)가 구동하면, 상기 피스톤(130)은 축 방향으로 왕복 운동할 수 있다.
상기 압축기 본체(100)는, 상기 피스톤(130)에 결합되며 상기 흡입 파이프(104)를 통하여 흡입된 냉매로부터 발생되는 소음을 저감하기 위한 흡입 머플러(400)를 더 포함할 수 있다.
상기 흡입 파이프(104)를 통하여 흡입된 냉매는 상기 흡입 머플러(400)를 거쳐 상기 피스톤(130)의 내부로 유동한다. 일례로, 냉매가 상기 흡입 머플러(400)를 통과하는 과정에서, 냉매의 유동소음이 저감될 수 있다.
상기 흡입 머플러(400)는, 다수의 머플러(410,420,430)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 머플러(410,420,430)는, 서로 결합되는 제 1 머플러(410), 제 2 머플러(420) 및 제 3 머플러(430)를 포함할 수 있다.
냉매의 유동방향 관점에서, 상기 흡입 파이프(104)를 통하여 흡입된 냉매는 상기 제 1 머플러(410), 제 2 머플러(420) 및 제 3 머플러(430)를 차례로 통과할 수 있다. 이 과정에서, 냉매의 유동소음은 저감될 수 있다.
상기 흡입 머플러(400)는, 머플러 필터(450를 더 포함할 수 있다. 상기 머플러 필터(155)는 상기 제 2 머플러(420)와 상기 제 3 머플러(430)가 결합되는 경계면에 위치될 수 있다. 일례로, 상기 머플러 필터(450)는 원형의 형상을 가질 수 있으며, 상기 머플러 필터(450)의 외주부는 상기 제 2,3 머플러(420,430)의 사이에 지지될 수 있다. 상기 흡입 머플러(400)에 대해서도 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
방향을 정의한다.
"축 방향"이라 함은, 상기 피스톤(130)이 왕복운동 하는 방향, 즉 도 4에서 가로 방향으로 이해될 수 있다. 그리고, 상기 "축 방향" 중에서, 상기 흡입 파이프(104)로부터 압축 공간(P)을 향하는 방향, 즉 냉매가 유동하는 방향을 "전방"이라 하고, 그 반대 방향을 "후방"이라 정의한다.
반면에, "반경 방향"이라 함은 상기 피스톤(130)이 왕복운동 하는 방향에 수직한 방향으로서, 도 4의 세로 방향으로 이해될 수 있다.
"상기 압축기 본체의 축"이라 함은, 상기 피스톤(130)의 축 방향 중심선을 의미한다.
상기 피스톤(130)은, 대략 원통 형상으로 형성되는 피스톤 본체(131) 및 상기 피스톤 본체(131)로부터 반경 방향으로 연장되는 피스톤 플랜지부(132)를 포함할 수 있다. 상기 피스톤 본체(131)는 상기 실린더(120)의 내부에서 왕복 운동하며, 상기 피스톤 플랜지부(132)는 상기 실린더(120)의 외측에서 왕복 운동할 수 있다.
상기 실린더(120)는, 상기 제 1 머플러(151)의 적어도 일부분 및 상기 피스톤 본체(131)의 적어도 일부분을 수용할 수 있다.
상기 실린더(120)의 내부에는, 상기 피스톤(130)에 의하여 냉매가 압축되는 압축 공간(P)이 형성된다. 그리고, 상기 피스톤 본체(131)의 전면부에는, 상기 압축 공간(P)으로 냉매를 유입시키는 흡입공(133)이 형성되며, 상기 흡입공(133)의 전방에는 상기 흡입공(133)을 선택적으로 개방하는 흡입 밸브(135)가 제공된다. 상기 흡입 밸브(135)의 대략 중심부에는, 소정의 체결부재가 결합되는 체결공이 형성된다.
상기 압축 공간(P)의 전방에는, 상기 압축 공간(P)에서 배출된 냉매의 토출공간(160a)을 형성하는 토출커버(160) 및 상기 토출커버(160)에 결합되며 상기 압축 공간(P)에서 압축된 냉매를 선택적으로 배출시키기 위한 토출밸브 어셈블리(161,163)가 제공된다. 상기 토출공간(160a)은 토출커버(160)의 내부 벽에 의하여 구획되는 다수의 공간부를 포함할 수 있다. 상기 다수의 공간부는 전후 방향으로 배치되며, 서로 연통될 수 있다.
상기 토출밸브 어셈블리(161,163)는, 상기 압축 공간(P)의 압력이 토출압력 이상이 되면 개방되어 냉매를 상기 토출커버(160)의 토출 공간으로 유입시키는 토출 밸브(161) 및 상기 토출 밸브(161)와 토출커버(160)의 사이에 제공되어 축 방향으로 탄성력을 제공하는 스프링 조립체(163)를 포함할 수 있다.
상기 스프링 조립체(163)는, 밸브 스프링(163a) 및 상기 밸브 스프링(163a)을 상기 토출커버(160)에 지지하기 위한 스프링 지지부(163b)를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 밸브 스프링(163a)은, 판 스프링을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 스프링 지지부(163b)는 사출 공정에 의하여 상기 밸브 스프링(163a)에 일체로 사출 성형될 수 있다.
상기 토출 밸브(161)는 상기 밸브 스프링(163a)에 결합되며, 상기 토출 밸브(161)의 후방부 또는 후면은 상기 실린더(120)의 전면에 지지 가능하도록 위치된다. 상기 토출 밸브(161)가 상기 실린더(120)의 전면에 지지되면 상기 압축 공간(P)은 밀폐된 상태를 유지하며, 상기 토출 밸브(161)가 상기 실린더(120)의 전면으로부터 이격되면 상기 압축 공간(P)은 개방되어, 상기 압축 공간(P) 내부의 압축된 냉매가 배출될 수 있다.
상기 압축 공간(P)은 상기 흡입 밸브(135)와 상기 토출 밸브(161)의 사이에 형성되는 공간이다. 그리고, 상기 흡입 밸브(135)는 상기 압축 공간(P)의 일측에 제공되고, 상기 토출 밸브(161)는 상기 압축 공간(P)의 타측, 즉 상기 흡입 밸브(135)의 반대측에 제공될 수 있다.
상기 피스톤(130)이 상기 실린더(120)의 내부에서 왕복 직선운동 하는 과정에서, 상기 압축 공간(P)의 압력이 토출압력보다 낮고 흡입압력 이하가 되면 상기 흡입 밸브(135)가 개방되어 냉매는 상기 압축 공간(P)으로 흡입된다. 반면에, 상기 압축 공간(P)의 압력이 상기 흡입압력 이상이 되면 상기 흡입 밸브(135)가 닫힌 상태에서 상기 압축 공간(P)의 냉매가 압축된다.
한편, 상기 압축 공간(P)의 압력이 상기 토출압력 이상이 되면, 상기 밸브 스프링(163a)이 전방으로 변형하면서 상기 토출 밸브(161)를 개방시키고, 냉매는 상기 압축 공간(P)으로부터 토출되어, 토출커버(160)의 토출공간으로 배출된다. 상기 냉매의 배출이 완료되면, 상기 밸브 스프링(163a)은 상기 토출 밸브(161)에 복원력을 제공하여, 상기 토출 밸브(161)가 닫혀지도록 한다.
상기 압축기 본체(100)는, 상기 토출 커버(160)에 결합되며 상기 토출 커버(160)의 토출공간(160a)을 유동한 냉매를 배출시키는 커버 파이프(162a)를 더 포함할 수 있다. 일례로, 상기 커버 파이프(162a)는 금속재질로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 압축기 본체(100)는, 상기 커버 파이프(162a)에 결합되며, 상기 커버 파이프(162a)를 유동하는 냉매를 상기 토출 파이프(105)로 전달하는 루프 파이프(162b)를 더 포함할 수 있다. 상기 루프 파이프(162b)의 일측부는 상기 커버파이프(162a)에 결합되며, 타측부는 상기 토출 파이프(105)에 결합될 수 있다.
상기 루프 파이프(162b)는 플렉서블한 재질로 구성된다. 상기 루프 파이프(162b)는 상기 커버 파이프(162a)로부터 상기 쉘(101)의 내주면을 따라 라운드지게 연장되어, 상기 토출 파이프(105)에 결합될 수 있다. 일례로, 상기 루프 파이프(162b)는 감겨진 형태로 배치될 수 있다.
상기 압축기 본체(100)는, 프레임(110)을 더 포함할 수 있다. 상기 프레임(110)은 상기 실린더(120)를 고정시키는 구성이다. 일례로, 상기 실린더(120)는 상기 프레임(110)의 내측에 압입(壓入, press fitting)될 수 있다.
상기 프레임(110)은 상기 실린더(120)를 둘러싸도록 배치된다. 즉, 상기 실린더(120)는 상기 프레임(110)의 내측에 수용되도록 위치될 수 있다. 그리고, 상기 토출커버(160)는 체결부재에 의하여 상기 프레임(110)의 전면에 결합될 수 있다.
상기 프레임(110)에는 상기 토출 밸브(161)에 의해서 배출된 냉매를 유동하기 위한 가스 홀(114)이 형성된다. 상기 실린더(120)에는, 상기 가스 홀(114)을 통하여 유동한 가스 냉매가 유입되는 가스유입부(126)가 형성된다.
상기 가스유입부(126)는 상기 실린더(120)의 외주면으로부터 반경 방향 내측으로 함몰될 수 있다. 그리고, 상기 가스유입부(126)는 축 방향 중심선을 기준으로, 상기 실린더(120)의 외주면을 따라 원형의 형상을 가지도록 구성될 수 있다.
상기 실린더(120)는, 상기 가스유입부(126)로부터 반경 방향 내측으로 연장되는 실린더 노즐(125)을 포함할 수 있다. 상기 실린더 노즐(125)은, 상기 실린더(120)의 내주면까지 연장될 수 있다.
상기 실린더 노즐(125)를 지난 냉매는 상기 실린더(120)의 내주면과, 상기 피스톤 본체(131)의 외주면 사이 공간으로 유입된다.
상기 실린더 노즐(125)을 통하여 상기 피스톤 본체(131)의 외주면측으로 유동한 가스 냉매는, 상기 피스톤(130)에 부상력을 제공하여, 상기 피스톤(130)에 대한 가스 베어링의 기능을 수행한다.
상기 압축기 본체(100)는, 모터(140)를 더 포함할 수 있다.
상기 모터(140)는, 상기 프레임(110)에 고정되어 상기 실린더(120)를 둘러싸도록 배치되는 아우터 스테이터(141)와, 상기 아우터 스테이터(141)의 내측으로 이격되어 배치되는 이너 스테이터(148) 및 상기 아우터 스테이터(141)와 이너 스테이터(148)의 사이 공간에 위치하는 영구자석(146)을 포함할 수 있다.
상기 영구자석(146)은, 상기 아우터 스테이터(141) 및 이너 스테이터(148)와의 상호 전자기력에 의하여 직선 왕복 운동할 수 있다. 그리고, 상기 영구자석(146)은 1개의 극을 가지는 단일 자석으로 구성되거나, 3개의 극을 가지는 다수의 자석이 결합되어 구성될 수 있다.
상기 영구자석(146)은 마그넷 프레임(138)에 설치될 수 있다. 상기 마그넷 프레임(138)은 대략 원통 형상을 가지며, 상기 아우터 스테이터(141)와 이너 스테이터(148)의 사이 공간에 삽입되도록 배치될 수 있다.
상세히, 도 4의 단면도를 기준으로, 상기 마그넷 프레임(138)은 상기 피스톤 플랜지부(132)에 결합되어 외측 반경방향으로 연장되며 전방으로 절곡될 수 있다. 상기 영구자석(146)은 상기 마그넷 프레임(138)의 전방부에 설치될 수 있다. 상기 영구자석(146)이 왕복 운동할 때, 상기 피스톤(130)은 상기 영구자석(146)과 함께 축 방향으로 왕복 운동할 수 있다.
상기 아우터 스테이터(141)는, 코일 권선체(141b,141c,141d) 및 스테이터 코어(141a)를 포함할 수 있다. 상기 코일 권선체(141b,141c,141d)는, 보빈(141b) 및 상기 보빈(141b)의 원주 방향으로 권선된 코일(141c)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 코일 권선체(141b,141c,141d)는, 상기 코일(141c)에 연결되는 전원선이 상기 아우터 스테이터(141)의 외부로 인출 또는 노출되도록 가이드 하는 단자부(141d)를 더 포함할 수 있다.
상기 스테이터 코어(141a)는, 복수 개의 라미네이션(lamination)이 원주 방향으로 적층되어 구성된 다수의 코어 블럭을 포함할 수 있다. 상기 다수의 코어 블럭은, 상기 코일 권선체(141b,141c)의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
상기 아우터 스테이터(141)의 일측에는 스테이터 커버(149)가 제공된다. 즉, 상기 아우터 스테이터(141)의 일측부는 상기 프레임(110)에 의하여 지지되며, 타측부는 상기 스테이터 커버(149)에 의하여 지지될 수 있다.
상기 리니어 압축기(10)는, 상기 스테이터 커버(149)와 상기 프레임(110)을 체결하기 위한 커버 체결부재(149a)를 더 포함할 수 있다. 상기 커버 체결부재(149a)는, 상기 스테이터 커버(149)를 관통하여 상기 프레임(110)을 향하여 전방으로 연장되며, 상기 프레임(110)에 결합될 수 있다.
상기 이너 스테이터(148)는 상기 프레임(110)의 외주에 고정된다. 그리고, 상기 이너 스테이터(148)는 복수 개의 라미네이션이 상기 프레임(110)의 외측에서 원주 방향으로 적층되어 구성된다.
상기 압축기 본체(100)는, 상기 피스톤(130)을 지지하는 서포터(137)를 더 포함할 수 있다. 상기 서포터(137)는 상기 피스톤(130)의 후측에 결합되며, 내측에는, 상기 머플러(150)가 관통하도록 배치될 수 있다. 상기 피스톤 플랜지부(132), 마그넷 프레임(138) 및 상기 서포터(137)는 체결부재에 의하여 체결될 수 있다.
상기 서포터(137)에는, 밸런스 웨이트(179)가 결합될 수 있다. 상기 밸런스 웨이트(179)의 중량은, 압축기 본체(100)의 운전주파수 범위에 기초하여 결정될 수 있다
본 실시 예에 의하면, 가스 베어링 구조를 이용하여 피스톤과 실린더의 마찰을 방지하므로, 모터의 크기를 작게 하면서 운전 주파수를 증가시킬 수 있으므로, 압축기 전체의 크기를 줄일 수 있다.
상기 압축기 본체(100)는, 상기 스테이터 커버(149)에 결합되어 후방으로 연장되는 백 커버(170)를 더 포함할 수 있다.
상세히, 상기 백 커버(170)는 제한적이지는 않으나 다수의 지지레그를 포함하며, 상기 다수의 지지레그는 상기 스테이터 커버(149)의 후면에 결합될 수 있다. 상기 다수의 지지레그와, 상기 스테이터 커버(149)의 후면 사이에는, 스페이서(181)가 개재될 수 있다. 상기 스페이서(181)의 두께를 조절하는 것에 의하여, 상기 스테이터 커버(149)로부터 상기 백 커버(170)의 후단부까지의 거리를 결정할 수 있다. 그리고, 상기 백 커버(170)는 상기 서포터(137)에 스프링 지지될 수 있다.
상기 압축기 본체(100)는, 상기 백 커버(170)에 결합되어 상기 흡입 머플러(400)로의 냉매 유입을 가이드 하는 냉매 가이드부(500)를 더 포함할 수 있다. 상기 냉매 가이드부(500)의 적어도 일부분은 상기 흡입 머플러(400)의 내측에 삽입될 수 있다. 상기 백 커버(170)와 상기 냉매 가이드부(500)에 대해서는 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
상기 압축기 본체(100)는, 상기 피스톤(130)이 공진 운동할 수 있도록 각 고유 진동수가 조절된 복수의 공진 스프링(176a,176b)을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 공진 스프링(176a,176b)은, 상기 서포터(137)와 스테이터 커버(149)의 사이에 지지되는 제 1 공진스프링(176a) 및 상기 서포터(137)와 백 커버(170)의 사이에 지지되는 제 2 공진스프링(176b)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 공진 스프링(176a,176b)의 작용에 의하여, 상기 리니어 압축기(10)의 내부에서 왕복 운동하는 피스톤의 안정적인 움직임이 수행되며, 상기 피스톤의 움직임에 따른 진동 또는 소음 발생을 줄일 수 있다.
상기 압축기 본체(100)는, 상기 프레임(110)과 상기 프레임(110) 주변의 부품간의 결합력을 증대하기 위한 다수의 실링부재(127,128)를 더 포함할 수 있다.
상세히, 상기 다수의 실링부재(127,128)는, 상기 프레임(110)과 상기 토출커버(160)가 결합되는 부분에 구비되는 제 1 실링부재(127)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 실링부재(127,128)는, 상기 프레임(110)과 상기 실린더(120)가 결합되는 부분에 구비되는 제 2 실링부재(128)를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 실링부재(127,128)는 링 형상을 가질 수 있다.
상기 다수의 지지장치(200, 300)는 상기 압축기 본체(100)의 일측에 결합되는 제 1 지지장치(200)와, 상기 압축기 본체(100)의 다른 일측에 결합되는 제 2 지지장치(300)를 포함한다.
상기 다수의 지지장치(200, 300) 들에 의해서 상기 압축기 본체(100)의 축 방향 진동 및 반경 방향 진동이 흡수되어 상기 압축기 본체(100)가 상기 쉘(101) 또는 쉘 커버(102, 103)에 직접 충돌하는 것이 방지될 수 있다.
제한적이지는 않으나, 상기 제 1 지지장치(200)는 제 1 쉘 커버(102)에 고정될 수 있고, 상기 제 2 지지장치(300)는 상기 제 2 쉘 커버(103)와 인접한 위치에서 상기 쉘(101)의 내주면에 결합되는 고정 브라켓(101a)에 고정될 수 있다.
도 5는 제 1 지지장치가 연결된 백 커버 및 제 1 쉘 커버의 사시도이고, 도 6은 흡입 파이프의 냉매가 흡입 머플러로 유동하기 위한 유로를 형성하는 구성을 보여주는 도면이고, 도 7은 피스톤이 상사점에 위치할 때의 냉매 가이드부와 흡입 머플러의 배치 관계를 보여주는 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 백 커버의 사시도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 백 커버의 배면도이다.
도 6에는 피스톤이 하사점에 위치할 때의 냉매 가이드부와 흡입 머플러의 배치 관계가 도시된다.
도 5 내지 도 9을 참조하면, 상기 백 커버(170)는, 상기 제 1 지지장치(200)에 의해서 상기 제 1 쉘 커버(102)에 고정될 수 있다.
상기 제 1 쉘 커버(102)에는 상기 흡입 파이프(104)가 연결될 수 있으며, 상기 백 커버(170) 및 상기 제 1 지지장치(200)는 상기 흡입 파이프(104)를 통해 흡입된 냉매를 상기 흡입 머플러(400)로 안내하는 역할을 한다.
상기 제 1 지지장치(200)는, 판 스프링(210)을 포함할 수 있다. 상기 판 스프링(210)은 일 예로 상기 백 커버(170)에 고정될 수 있다. 상기 판 스프링(210)은 상기 압축기 본체(100))의 축이 관통하도록 상기 쉘(101) 내에서 세워진 상태로 배치된다.
상기 제 1 지지장치(200)는, 상기 판 스프링(210)에 연결되는 스프링 연결부(220)를 더 포함할 수 있다. 상기 스프링 연결부(220)는 상기 제 1 지지장치(200)가 상기 제 1 쉘 커버(102)에 용이하게 결합되도록 한다.
상기 제 1 쉘 커버(102)에는 상기 제 1 지지장치(200)의 결합을 위한 커버 지지부(102a)가 구비될 수 있다. 상기 커버 지지부(102a)는 상기 제 1 쉘 커버(102)와 일체로 형성되거나 상기 제 1 쉘 커버(102)에 결합될 수 있다.
상기 스프링 연결부(220)는 상기 커버 지지부(102a)의 수용부(102c)에 삽입될 수 있다. 이때, 상기 스프링 연결부(220)와 상기 커버 지지부(102a) 사이에는 완충부(230)가 구비될 수 있다. 따라서, 상기 스프링 연결부(220)로부터 전달되는 진동이 상기 커버 지지부(102a)로 전달되지 않고 상기 완충부(230)가 흡수하게 된다.
상기 완충부(230)는 고무 재질 또는 외력에 의해서 변형되면서 충격을 흡수할 수 있는 재질로 형성될 수 있다.
제한적이지는 않으나, 상기 커버 지지부(102a)에 상기 완충부(230)가 끼워지고, 상기 스프링 연결부(220)가 상기 완충부(230)에 끼워질 수 있다.
상기 완충부(230)가 상기 커버 지지부(102a)에 대해서 회전되는 것이 방지되도록, 상기 커버 지지부(102a)의 수용부(102c)의 단면 및 상기 완충부(230)의 단면은 비원형으로 형성될 수 있다. 일 예로 상기 커버 지지부(102a)의 수용부(102c)의 단면 및 상기 완충부(230)의 단면은 사각형 형태로 형성되나 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 완충부(230)에 대해서 상기 스프링 연결부(220)가 회전되는 것이 방지되도록, 상기 스프링 연결부(220)에서 상기 완충부(230)에 삽입되는 부분의 단면은 비원형으로 형성될 수 있다. 일 예로 상기 스프링 연결부(220)에서 상기 완충부(230)에 삽입되는 부분의 단면은 사각형 형태로 형성되나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 완충부(230)는 상기 제 1 지지장치(200)로부터 전달되는 축 방향 진동을 흡수하기 위하여 상기 스프링 연결부(220)와 축 방향으로 접촉하는 제1접촉면(231)과, 상기 제 1 지지장치(200)로부터 전달되는 반경 방향 진동을 흡수하기 위하여 스프링 연결부(220)와 반경 방향으로 접촉하는 제2접촉면(232)을 포함할 수 있다.
상기 제2접촉면(232)은 상기 스프링 연결부(220)의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다. 그리고, 상기 제1접촉면(231)에는 냉매가 통과하기 위한 개구(234)가 구비될 수 있다.
본 실시 예에 의하면, 상기 제 1 지지장치(200)가 상기 제 1 쉘 커버(102)에 결합되되, 상기 제 1 지지장치(200)와 상기 제 1 쉘 커버(102) 사이에 완충부(230)가 구비됨에 따라서, 상기 압축기 본체(100)의 작동 과정에서 발생되는 진동이 상기 제 1 쉘 커버(102)에 의해서 상기 쉘(101)로 전달되는 것이 방지될 수 있다.
본 실시 예의 경우, 상기 압축기 본체(100)의 축 방향 진동은 상기 판 스프링(210)에 의해서 흡수될 수 있고, 반경 방향 진동은 상기 완충부(230)에 의해서 흡수될 수 있으므로, 상기 압축기 본체(100)의 진동이 상기 제 1 쉘 커버(102)에 의해서 상기 쉘(101)로 전달되는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.
상기 스프링 연결부(220)는 상기 흡입 파이프(104)를 통하여 흡입되는 냉매가 통과하기 위한 냉매 유로(224)를 포함할 수 있다. 일례로 상기 스프링 연결부(220)가 상기 완충부(230)에 끼워진 상태에서 상기 냉매 유로(224)는 상기 완충부(230)의 개구(234)와 정렬될 수 있다.
상기 스프링 연결부(220)는 상기 판 스프링(210)에 인서팅 사출에 의해서 일체로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 판 스프링(210)은 백 커버 체결부재(240)에 의해서 상기 백 커버(170)에 체결될 수 있다.
상기 백 커버 체결부재(240)는, 상기 백 커버(170)의 체결홀(171b)을 관통하는 커버 삽입부(241)와, 상기 백 커버(170)에 접촉되는 접촉부(242)와, 상기 제 1 판 스프링(210)을 관통하는 스프링 삽입부(243)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 접촉부(242)의 직경은 상기 커버 삽입부(241) 및 상기 스프링 삽입부(243) 각각의 직경 보다 크다. 따라서, 상기 커버 삽입부(241)가 상기 백 커버(170)의 체결홀(171b)을 관통한 상태에서 상기 접촉부(242)가 상기 백 커버(170)에 접촉하면 상기 판 스프링(210)과 상기 백 커버(170)가 일정 간격 이격될 수 있다.
상기 스프링 삽입부(233)가 상기 판 스프링(210)을 관통한 상태에서 상기 판 스프링(210)이 상기 백 커버 체결부재(240)에서 이탈되는 것이 방지되도록, 상기 스프링 삽입부(243)에 와셔(250)가 결합될 수 있다.
상기 백 커버(170)는 상기 체결홀(171b)이 형성되는 커버 바디(171)와, 상기 커버 바디(171)에서 상기 모터(140) 측을 향하여 연장되는 다수의 결합 레그(172)를 포함할 수 있다.
상기 다수의 결합 레그(172)에는 상기 스테이터 커버(149)와 체결되기 위한 체결부(173)가 구비된다. 상기 체결부(173)는 상기 각 결합 레그(172)에서 상기 압축기 본체(100)의 반경 방향으로 연장된다.
상기 체결부(173)에는 체결부재(S)가 체결되기 위한 체결홀(173a)이 형성된다. 이때, 상기 체결부재(S)는 상기 체결부(173)의 체결홀(173a)을 관통하여 상기 스테이터 커버(149)와 체결될 수 있다.
상기 커버 바디(171)에는 함몰부(171a)가 형성될 수 있다. 상기 함몰부(171a)는 상기 커버 바디(171)에서 상기 피스톤(130) 측을 향하여 함몰된다. 상기 함몰부(171a)에 의해서 상기 압축기 본체(100)가 동작되는 않는 상태에서 도 6에 도시된 바와 같이 상기 스프링 연결부(220)는 상기 함몰부(171a)와 이격된다.
상기 압축기 본체(100)의 축 방향 진동에 의해서 상기 압축기 본체(100)가 상기 스프링 연결부(220) 측(도 6에서는 우측 방향)을 향하여 이동될 때, 상기 함몰부(171a)가 상기 스프링 연결부(220)에 접촉하게 되면, 상기 압축기 본체(100)가 더 이상 우측으로 이동하지 못하게 된다. 따라서, 상기 압축기 본체(100)의 축 방향 이동 거리가 줄어들게 되어 상기 판 스프링(210)이 과도하게 변형되는 것이 방지될 수 있다.
본 발명에서 상기 커버 바디(171)에 함몰부(171a)를 형성하는 이유는 상기 리니어 압축기(10)의 축 방향 길이 증가가 방지되면서 상기 압축기 본체(100)의 축 방향 이동을 제한하기 위함이다.
만약, 상기 함몰부(171a)에 상기 스프링 연결부(220)가 접촉된 상태를 유지하는 경우, 상기 압축기 본체(100)의 진동 시 상기 함몰부(171a)와 상기 스프링 연결부(220) 간의 마찰에 의한 소음이 큰 문제가 있으며, 상기 압축기 본체(100)가 안정적으로 공진 운동하지 못하는 문제가 있다.
따라서, 상기 함몰부(171a)에 의해서 상기 압축기 본체(100)가 동작되는 않는 상태에서 상기 스프링 연결부(220)는 상기 함몰부(171a)와 이격된 상태를 유지하는 것이 바람직하다.
상기 함몰부(171a)에는 상기 스프링 연결부(220)의 냉매 유로(224)를 유동한 냉매가 유동하기 위한 냉매 개구(177)가 구비될 수 있다.
상기 함몰부(171a)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 대략적으로 삼각형 형태로 형성될 수 있다. 상기 함몰부(171a)는 상기 커버 바디(171)의 강도를 향상시키는 역할을 하며, 강도 향상이 최대화되도록 상기 함몰부(171a)의 일부는 두 백 커버 체결홀(171b) 사이에 위치될 수 있다.
상기 백 커버(170)는 다수의 스프링 지지부(174)를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 다수의 결합 레그(172)와 다수의 스프링 지지부(174)가 교번하여 배치될 수 있다. 상기 다수의 스프링 지지부(174) 각각에는 제 2 공진 스프링(176b)이 지지될 수 있다. 그리고, 상기 다수의 스프링 지지부(174) 각각에는 상기 제 2 공진 스프링(176b)에 체결되기 위한 체결 돌기(174a)가 구비된다.
상기 백 커버(170)에는 상기 냉매 가이드부(500)가 고정될 수 있다. 상기 냉매 가이드부(500)는 냉매 유동을 가이드하기 위한 가이드 관(520)과, 상기 가이드 관(520)의 일 단부에서 반경 방향으로 연장되는 플랜지부(510)를 포함할 수 있다.
상기 플랜지부(510)는 상기 커버 바디(171)에 고정될 수 있다. 상기 플랜지부(510)는 일 예로 융착 또는 용접에 의해서 상기 함몰부(171)에 고정될 수 있다.
상기 플랜지부(510)는 상기 커버 바디(171)와 상기 압축기 본체(100)의 축 방향으로 면접촉하도록 상기 커버 바디(171)에 고정된다.
상기 플랜지부(510)가 상기 커버 바디(171)에 고정됨에 따라서, 상기 냉매 가이드부(500)와 상기 백 커버(170)의 결합력이 향상되는 장점이 있으며, 상기 압축기 본체(100)의 진동 과정에서 상기 냉매 가이드부(500)가 상기 백 커버(170)에서 분리되는 것이 방지될 수 있다.
상기 가이드 관(520)이 상기 커버 바디(171)의 냉매 개구(177)와 정렬된 상태로 상기 플랜지부(510)가 상기 커버 바디(171)에 고정될 수 있다.
상기 가이드 관(520)은 상기 압축기 본체(100)의 작동 정지 상태에서 상기 흡입 머플러(150)의 내부에 삽입된 상태를 유지할 수 있다. 이때, 상기 가이드 관(520)이 상기 함몰부(171)에 형성됨에 따라서, 상기 가이드 관(520)의 길이를 줄일 수 있는 장점이 있다. 상기 가이드 관(520)의 길이를 줄이는 경우, 상기 냉매 가이드부(500)의 무게가 줄어들 수 있고, 이 경우, 리니어 압축기의 전체 무게가 증가되는 것을 방지한다.
상기 가이드 관(520)이 상기 흡입 머플러(400) 내에서 상기 흡입 머플러(400)와 간섭되지 않고, 상기 결합 레그(172)는 상기 스테이터 커버(149)와 체결될 수 있도록, 상기 결합 레그의 길이는 상기 가이드 관(520)의 길이 보다 길게 형성될 수 있다.
상기 흡입 머플러(400)는 상술한 바와 같이 제 1 머플러 내지 제 3 머플러(410 내지 430)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 머플러(410)는, 대략 원통 형상을 가질 수 있다. 상기 제 1 머플러(410)는 상기 가이드 관(520)이 통과하기 위한 개구(412)를 포함할 수 있다. 상기 가이드 관(520)의 냉매 출구(522)는 상기 개구(412)를 통과하여 상기 제 1 머플러(410) 내로 삽입될 수 있다.
상기 가이드 관(520)이 관통하기 위한 상기 개구(412)의 직경은 상기 가이드 관(520)의 외경 보다 크게 형성된다.
상기 제 1 머플러(410)는 상기 제 1 머플러(410) 내부로 유입된 냉매가 상기 제 1 개구(412)를 통하여 외부로 배출되는 것을 차단하기 위한 차단 리브(414)를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 제 1 머플러(410) 내의 냉매가 상기 제 1 개구(412) 측으로 유동하는 것을 차단한다.
상기 차단 리브(414)는 일 예로 상기 제 1 개구(412)의 둘레에서 상기 제 2 머플러(420) 측을 향하여 연장될 수 있다. 상기 차단 리브(414)는 일예로 원통 형상으로 형성될 수 있다.
따라서, 상기 차단 리브(414)의 내측에 상기 가이드 관(520)이 위치될 수 있다. 이때, 상기 차단 리브(414)와 상기 가이드 관(520)이 이격되도록, 상기 차단 리브(414)의 내경은 상기 가이드 관(520)의 외경 보다 크게 형성될 수 있다.
상기 차단 리브(414)와 상기 가이드 관(520)을 이격시키는 이유는 상기 압축기 본체(100)의 진동 시 상기 차단 리브(414)와 상기 가이드 관(520)의 마찰에 의한 소음을 방지하기 위함이다.
만약, 상기 차단 리브(414)와 상기 가이드 관(520)이 접촉된 상태에서 압축기 본체(100)가 작동하면, 상기 차단 리브(414)와 상기 가이드 관(520)의 마찰에 의한 소음이 커지는 문제가 있으며, 상기 압축기 본체(100)의 반경 방향 진동 시 상기 가이드 관(520)이 변형되거나 상기 냉매 가이드부(520)가 상기 백 커버(170)에서 분리될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 차단 리브(414)와 상기 가이드 관(520)이 이격되도록 한다.
본 실시 예에 의하면, 상기 실린더 노즐(도 4의 125 참조)을 통하여 상기 실린더(120) 내부로 공급되어 베어링 역할을 한 가스는 상기 실린더(120)의 후방(도 4를 기준으로 우측 방향)으로 배출된다. 이때, 상기 실린더(120) 내부로 공급되는 가스는 고온 상태의 가스이다.
이러한 고온의 가스가 만약 상기 흡입 머플러(150) 내부로 인입되면, 흡입 손실이 발생하고, 이에 따라서, 리니어 압축기(10)의 작동 시 소비하는 전력이 증가된다.
본 발명의 경우, 상기 백 커버(170)에 고정된 냉매 가이드부(500)의 가이드 관(520)이 상기 제 1 머플러(410)의 개구(412)를 통해 상기 제 1 머플러(410) 내부에 위치되기 때문에 상기 실린더(120)에서 상기 쉘(101) 내부로 배출된 고온의 가스가 상기 제 1 머플러(410)의 개구(412)로 인입되는 것이 최소화될 수 있다.
즉, 상기 가이드 관(520)은 고온의 가스가 상기 제 1 머플러(410)의 개구(412)에서 저항체로 작용하여 가스의 인입이 최소화될 수 있다.
더욱이 상기 차단 리브(414)가 일정 길이의 원통 형태로 형성되고, 상기 차단 리브(414)의 내측 공간에 상기 가이드 관(520)이 위치됨에 따라서, 고온의 가스가 상기 차단 리브(414)와 상기 가이드 관(520) 사이를 통과하는 것이 한층 더 방지될 수 있다.
또한, 상기 차단 리브(414)가 원통 형상으로 형성되어 상기 가이드 관(520)을 둘러싸므로, 상기 압축기 본체(100)의 반경 방향 진동에 의해서 상기 가이드 관(520)과 상기 차단 리브(414)가 접촉될 때, 상기 가이드 관(520)과 상기 차단 리브(414)가 면접촉 할 수 있게 되어 상기 차단 리브(414) 및 가이드 관(520)이 수평 방향 형태로 신속하게 정렬될 수 있다.
본 발명에서 상기 피스톤(130)은 도 6 및 도 7과 같이 하사점과 상사점 사이에서 왕복 운동할 수 있으며, 상기 피스톤(130)이 하사점과 상사점 사이에서 왕복 운동할 때, 상기 가이드 관(510)과 상기 차단 리브(414)가 반경 방향으로 중첩된 상태를 유지할 수 있다.
즉, 상기 피스톤(130)이 하사점에 위치할 때 뿐만 아니라, 상기 피스톤(130)이 상사점에 위치할 때에도 상기 가이드 관(510)과 상기 차단 리브(414)가 반경 방향으로 중첩된 상태를 유지할 수 있다.
도 7과 같이 피스톤(130)이 상사점에서 위치된 상태에서 도 6과 같이 피스톤(130)이 하사점으로 이동할 때에는 상기 가이드 관(520)의 상기 제 1 머플러(410) 내부의 삽입 깊이가 증가되는데, 상기 가이드 관(520)이 상기 제 2 머플러(420)와 간섭되는 것이 방지되기 위하여, 상기 피스톤(130)이 하사점에 위치된 상태에서 상기 가이드 관(520)은 상기 제 2 머플러(420)와 이격될 수 있다.
상기 제 2 머플러(420)는 상기 제 1 머플러(410) 내부에 수용될 수 있다. 이때, 상기 제 2 머플러(420)는 상기 제 1 머플러(410)의 개구(412)의 반대편에서 상기 제 1 머플러(410) 내부에 수용된다.
상기 제 2 머플러(420)는, 상기 제 1 머플러(410) 내부로 유입된 냉매가 유입되기 위한 제 1 유동부(422)와, 상기 제 1 유동부(422)에서 상기 피스톤(130)을 향하여 연장되는 제 2 유동부(424)와, 상기 제 2 유동부(424)의 외측으로 연장되며 상기 제 1 머플러(410)의 내주면에 접촉하는 제 1 접촉부(426)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 머플러(410) 중 일부의 내경은 상기 제 2 머플러(420)의 제 1 접촉부(426)의 외경과 동일할 수 있다. 상기 제 1 머플러(410) 중 다른 일부의 내경은 상기 제 2 머플러(420)의 삽입 깊이를 제한하기 위하여 상기 제 2 머플러(420)의 제 1 접촉부(426)의 외경 보다 작을 수 있다.
상기 제 1 유동부(422)의 입구 직경은 상기 제 1 머플러(410)의 내경 보다 작게 형성된다. 상기 제 1 유동부(422)의 입구 직경은 상기 차단 리브(414)의 내경 보다 크게 형성된다.
따라서, 상기 가이드 관(520)에서 배출된 냉매는 상기 제 1 머플러(410) 내부의 공간에서 상기 제 1 유입부(422)로 유동되는 과정에서 유동 단면적이 증가되어 유속이 감소되어 소음이 저감될 수 있다.
상기 제 3 머플러(430)는 상기 제 2 머플러(420)가 상기 제 1 머플러(410)에 삽입된 상태에서 상기 제 1 머플러(410)의 개구(412)의 반대편에서 상기 제 1 머플러(410)에 삽입될 수 있다.
상기 제 3 머플러(430)는, 상기 제 2 머플러(420)를 유동하는 냉매가 유입되는 냉매 유동관(432)과, 상기 냉매 유동관(432)에서 연장되는 플랜지(435)와, 상기 플랜지(435)에서 연장되며 상기 제 1 머플러(410)의 내면에 접촉되는 제 2 접촉부(434)를 더 포함할 수 있다.
상기 플랜지(435)의 외경은 상기 제 2 접촉부(434)의 외경 보다 클 수 있다. 또한, 상기 플랜지(435)의 외경은 상기 제 1 머플러(410)의 내경 보다 클 수 있다. 따라서, 상기 플랜지(435)는 상기 제 2 접촉부(434)가 상기 제 1 머플러(410) 내부로 삽입될 때, 상기 제 1 머플러(410)의 외면에 접촉함으로써, 상기 제 2 접촉부(434)의 삽입 깊이를 제한할 수 있다.
상기 냉매 유동관(432)의 입구(433)의 직경은 상기 제 1 접촉부(426) 및 제 2 접촉부(434)의 내경 보다 작다. 그리고, 상기 냉매 유동관(432)은 상기 제 2 머플러(420)의 제 2 유동부(424)와 이격된다.
따라서, 상기 제 2 머플러(420)의 제 2 유동부(424)에서 배출된 냉매가 상기 냉매 유동관(432)으로 유동하는 과정에서 유동 단면적이 증가되어 유속이 감소되어 소음이 저감될 수 있다.
상기 제 3 머플러(430)는 상기 냉매 유동관(432)의 외주면에서 반경 방향으로 연장되는 제 1 연장부(436) 및 상기 제 1 연장부(436)에서 상기 제 2 머플러(420)와 멀어지는 방향으로 연장되는 제 2 연장부(437)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 연장부(436)와 상기 제 2 연장부(437)는 상기 압축공간(P)으로 흡입되는 냉매 중 적어도 일부의 냉매가 저장되는 저장공간(439)을 정의할 수 있다.
상기 냉매 유동관(432)의 출구(438)에서 배출된 냉매 중 적어도 일부의 냉매는 상기 피스톤(130)과 상기 냉매 유동관(432) 사이의 공간을 통하여 상기 제 3 머플러(430)의 플랜지(435)를 향하여 역류하거나 상기 냉매 유동관(432)의 출구(438)의 주변 공간에서 와류의 흐름을 가질 수 있다.
특히, 상기 압축공간(P)으로 흡입되는 냉매량이 많을수록 이러한 유동은 많이 발생되며, 상기 냉매의 역류 또는 와류는 냉매의 흡입효율을 저하시킬 수 있다.
상기 저장공간(439)은 이러한 냉매의 유동을 저장하여 냉매의 역류 또는 와류를 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 그리고, 상기 저장공간(439)에 저장된 냉매는, 냉매의 흡입이 완료된 후 압축 및 배출의 과정을 거친 후 다음 번 냉매 흡입 과정에서, 상기 압축공간(P)으로 흡입될 수 있다.
이때, 상기 제 1 연장부(436)는 상기 냉매 유동관(432)의 출구(438) 보다 상기 피스톤(130)의 흡입공(도 3의 133참조)에 더 가깝게 위치된다. 따라서, 상기 저장공간(439)의 면적을 증가시킬 수 있어, 냉매의 저장량이 증가될 수 있다.
이와 같이, 상기 냉매 유동관(432)의 출구(439)의 인접한 위치에 저장공간(439)을 형성하여 냉매의 유동을 제어할 수 있으므로, 냉매의 흡입효율을 개선할 수 있다는 장점이 있다.
10: 리니어 압축기 100: 압축기 본체
101: 쉘 110: 프레임
120: 실린더 130: 피스톤
140: 모터 149: 스테이터 커버
170: 백 커버 400: 흡입 머플러
410: 제 1 머플러 420: 제 2 머플러
430: 제 3 머플러 500: 냉매 가이드부
510: 플랜지 520: 가이드 관

Claims (9)

  1. 압축기 케이싱;
    상기 압축기 케이싱의 내부에 구비되며, 냉매의 압축 공간을 형성하는 실린더;
    상기 실린더의 외측에 결합되는 프레임;
    상기 실린더의 내부에서 축 방향으로 왕복 운동하게 제공되는 피스톤;
    상기 피스톤에 연결되며, 상기 피스톤으로 공급되는 냉매가 유동하는 흡입 머플러;
    상기 피스톤이 공진 운동할 수 있도록 하기 위한 스프링 유닛;
    상기 스프링 유닛을 지지하며, 냉매가 통과하는 냉매 개구가 형성되는 커버 바디를 구비하는 백 커버; 및
    상기 냉매 개구와 연통되도록 상기 백 커버에 고정되고, 상기 흡입 머플러를 향하여 연장되어 상기 흡입 머플러 내부에 삽입되며, 상기 냉매 개구를 통과한 냉매를 상기 흡입 머플러로 안내하는 냉매 가이드부를 포함하고,
    상기 냉매 가이드부는, 상기 축 방향으로 상기 커버 바디에 접촉하는 플랜지부와,
    상기 플랜지부에서 연장되며 상기 흡입 머플러 내부에 삽입되는 가이드 관을 포함하고,
    상기 흡입 머플러는 상기 가이드 관이 관통하는 개구와,
    상기 개구의 둘레에서 상기 피스톤을 향하여 연장되는 차단 리브를 포함하고,
    상기 차단 리브의 내측에는 상기 가이드 관이 위치되고,
    상기 차단 리브와 상기 가이드 관이 이격되도록, 상기 차단 리브의 내경은 상기 가이드 관의 외경 보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 백 커버를 지지하며 상기 백 커버를 압축기 케이싱에 고정하기 위한 지지장치를 더 포함하고,
    상기 커버 바디는, 상기 백 커버의 진동 시 상기 지지장치와 접촉하기 위하여 상기 피스톤을 향하여 함몰되는 함몰부를 포함하고,
    상기 플랜지부는 상기 함몰부에 고정되는 리니어 압축기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지장치는 상기 커버 바디에서 상기 냉매 가이드부의 반대편에 고정되는 판 스프링과,
    상기 판 스프링에 연결되는 스프링 연결부를 더 포함하고,
    상기 스프링 연결부는, 압축기 케이싱의 흡입 파이프를 통하여 흡입된 냉매를 상기 커버 바디의 냉매 개구로 안내하기 위한 냉매 유로를 포함하는 리니어 압축기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 피스톤에 동력을 제공하는 모터와,
    상기 프레임과 함께 상기 모터를 지지하는 스테이터 커버를 더 포함하고,
    상기 백 커버는, 상기 스프링 유닛을 지지하기 위한 스프링 지지부와,
    상기 스테이터 커버에 체결되기 위하여 상기 커버 바디에서 상기 스테이터 커버를 향하여 연장되는 결합 레그를 더 포함하고,
    상기 결합 레그의 길이는 상기 가이드 관의 길이 보다 길게 형성되는 리니어 압축기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단 리브는, 상기 흡입 머플러 외부의 냉매가 상기 개구를 통하여 유입되는 것을 차단하는 리니어 압축기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단 리브는 원통 형상으로 형성되는 리니어 압축기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡입 머플러는, 상기 개구와 차단 리브를 포함하는 제 1 머플러와,
    상기 제 1 머플러 내부에 위치되며, 상기 가이드 관을 통과한 냉매가 유동하는 유동부를 구비하는 제 2 머플러를 포함하고,
    상기 유동부의 입구의 직경은 상기 차단 리브의 내경 보다 크게 형성되는 리니어 압축기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡입 머플러는, 상기 가이드 관이 삽입되는 제 1 머플러와,
    상기 제 1 머플러 내부에 수용되는 제 2 머플러와,
    상기 제 2 머플러를 지난 냉매를 유동하며 상기 피스톤 내부에 수용되는 제 3 머플러를 포함하고,
    상기 제 3 머플러는, 냉매가 유동하는 냉매 유동관과,
    상기 냉매 유동관의 외주면에서 반경 방향으로 연장되는 제 1 연장부 및 상기 제 1 연장부에서 상기 제 2 머플러와 멀어지는 방향으로 연장되는 제 2 연장부를 포함하고,
    상기 제 1 연장부는 상기 냉매 유동관의 출구 보다 상기 피스톤의 흡입공에 더 가깝게 위치되는 리니어 압축기.
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